liu.seSök publikationer i DiVA
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Low-temperature growth of dense and hard Ti0.41Al0.51Ta0.08N films via hybrid HIPIMS/DC magnetron co-sputtering with synchronized metal-ion irradiation
Linköpings universitet, Institutionen för fysik, kemi och biologi, Tunnfilmsfysik. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
Linköpings universitet, Institutionen för fysik, kemi och biologi, Tunnfilmsfysik. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
Linköpings universitet, Institutionen för fysik, kemi och biologi, Tunnfilmsfysik. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
CemeCon AG, Germany.
Visa övriga samt affilieringar
2017 (Engelska)Ingår i: Journal of Applied Physics, ISSN 0021-8979, E-ISSN 1089-7550, Vol. 121, nr 17, artikel-id 171902Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

Hard Ti1-xAlxN thin films are of importance for metal-cutting applications. The hardness, thermal stability, and oxidation resistance of these coatings can be further enhanced by alloying with TaN. We use a hybrid high-power pulsed and dc magnetron co-sputtering (HIPIMS/DCMS) technique to grow dense and hard Ti0.41Al0.51Ta0.08N alloys without external heating (T-s amp;lt; 150 degrees C). Separate Ti and Al targets operating in the DCMS mode maintain a deposition rate of similar to 50 nm/min, while irradiation of the growing film by heavy Ta+/Ta2+ ions from the HIPIMS-powered Ta target, using dc bias synchronized to the metal-ion-rich part of each HIPIMS pulse, provides effective near-surface atomic mixing resulting in densification. The substrate is maintained at floating potential between the short bias pulses to minimize Ar+ bombardment, which typically leads to high compressive stress. Transmission and scanning electron microscopy analyses reveal dramatic differences in the microstructure of the co-sputtered HIPIMS/DCMS films (Ta-HIPIMS) compared to films with the same composition grown at floating potential with all targets in the DCMS mode (Ta-DCMS). The Ta-DCMS alloy films are only similar to 70% dense due to both inter-and intra-columnar porosity. In contrast, the Ta-HIPIMS layers exhibit no inter-columnar porosity and are essentially fully dense. The mechanical properties of Ta-HIPIMS films are significantly improved with hardness and elastic modulus values of 28.0 and 328 GPa compared to 15.3 and 289 GPa for reference Ta-DCMS films. Published by AIP Publishing.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
AMER INST PHYSICS , 2017. Vol. 121, nr 17, artikel-id 171902
Nationell ämneskategori
Bearbetnings-, yt- och fogningsteknik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:liu:diva-137835DOI: 10.1063/1.4977818ISI: 000400623700004OAI: oai:DiVA.org:liu-137835DiVA, id: diva2:1105180
Anmärkning

Funding Agencies|Swedish Research Council VR Grant [2013-4018, 2014-5790]; VINN Excellence Center Functional Nanoscale Materials (FunMat); Aforsk Foundation Grant [16-359]; Swedish Government Strategic Research Area in Materials Science on Functional Materials at Linkoping University [SFO-Mat-LiU 2009-00971]; Knut and Alice Wallenberg Foundation [2011.0143]

Tillgänglig från: 2017-06-02 Skapad: 2017-06-02 Senast uppdaterad: 2017-06-28

Open Access i DiVA

fulltext(1620 kB)132 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 1620 kBChecksumma SHA-512
06b68a7b7a00b5538ece43656a56cb73731ef6f45b09a8a8f4bca3830db84a2edb8e9fc7eefc870ee05bd56558fd02daa470ae8ff4d6b99123b16bf07d977f54
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltext

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Fager, HannaTengstrand, OlofLu, JunGreene, Joseph EHultman, LarsPetrov, IvanGreczynski, Grzegorz
Av organisationen
TunnfilmsfysikTekniska fakulteten
I samma tidskrift
Journal of Applied Physics
Bearbetnings-, yt- och fogningsteknik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 132 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
urn-nbn
Totalt: 585 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf